Использование моделирования при исследовании и проектировании систем
Одна из проблем современной науки и техники - это разработка и внедрение в практику проектирования новейших методов исследования характеристик систем.
1.2.1. Особенности разработки систем
На этапах проектирования, внедрения, эксплуатации и эволюции больших систем используются различные виды моделирования.
Ограниченность возможностей экспериментального исследования таких систем делает актуальной разработку методики их моделирования.
Эффективность метода моделирования зависит от того, насколько грамотно разработчик использует возможности моделирования.
Независимо от разбиения большой системы на подсистемы при проектировании каждой из них необходимо выполнить:
- внешнее проектирование(макропроектирование) и
- внутренне (микропроектирование).
Используемые при этом методы и средства могут существенно отличаться.
На стадии макропроектирования должна быть разработана бобщенная модель процесса функционирования системы в целом.
На стадии микропроектирования разрабатывается модель с целью создания эффективных подсистем.
1.2.2. Особенности использования моделей
Выбор метода моделирования и необходимая детализация зависит от этапа разработки моделей.
| Этапы разработки моделей | Сущность этапа |
| Обследования | Объект управления и разработка технического задания (ТЗ) на проектирование модели в основном носит описательный характер. При этом преследуется цель наиболее полно представить в компактной форме информации об объекте. |
| Разработки технического и рабочего проектов | Модели подсистем детализируются, и моделирование служит для решения конкретных задач проектирования. |
| Внедрения и эксплуатации | Проигрывание возможных ситуаций для принятия обоснованных и перспективных решений по управлению объектом |
| Обучения персонала | Моделирование широко применятся при обучении и тренировки персонала |
Роль моделирования очень высока также при прогнозировании развития систем.
1.2.3. Перспективы развития методов и средств моделирования систем
В настоящее время основные достижения в различных областях науки и техники связаны с процессом совершенствования ЭВМ.
Ресурсы современной информационно- вычислительной техники дают возможность ставить и решать математические задачи такой сложности, которые в недавнем прошлом назывались нереализуемыми.
Аналитические и имитационные методы.
Исторически первым сложился аналитический подход к исследованию систем, когда ЭВМ использовались в качестве вычислителя по аналитическим зависимостям.
Исследование систем с помощью только аналитических методов имеет недостаток– существенное упрощение моделей либо на этапе их построения, либо в процессе работы с моделью, что не может обеспечить адекватность модели оригиналу.
Поэтому в настоящее время наряду с построением аналитических моделей большое внимание уделяется задачам оценки систем на основе имитационных моделей, реализованных на современных ЭВМ с высоким быстродействием и большим объемом оперативной памяти.
Средства моделирования систем
Расширение возможностей моделирования связано с совершенствованием вычислительной техники и техники связи.
Перспективным является создание для целей моделирования иерархических многомашинных вычислительных систем, включающих в себя:
- центральный вычислительный комплекс из больших ЭВМ;
- множество связанных с ним каналами связи удаленных локальных вычислительных сетей и персональных ЭВМ, работающих в режиме телеобработки.
Таким образом, создаются диалоговые системы моделирования коллективного пользования, которые обеспечивают:
- возможность одновременной работы многих пользователей;
- доступ пользователей к программно-техническим ресурсам системы моделирования;
- диалоговый режим;
- установки натурного и физического моделирования, элементов реальных систем.
В ряде случаев эффективным оказывается моделирование на аналоговых вычислительных машинах (АВМ), которые:
- уступают ЭВМ значительно по точности и логическим возможностям;
- но превосходят ЭВМ по быстродействию, схемной простотой реализации.
Для сложных динамических объектов перспективным является моделирование на базе гибридных (аналого-цифровых)вычислительных комплексов.
Такие комплексы реализуют преимущества цифрового и аналогового моделирования.
Основные понятия теории моделирования систем